本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
2020年已經過去了2/3，全世界仍然沒有從年初爆發的新冠肺炎疫情中走出來。新型冠狀病毒給人類帶來了巨大的傷害，目前已經導致超過90萬人喪命。
對於病毒，我們一直都有著切膚之痛。不論是天花病毒還是伊波拉病毒，抑或是這些冠狀病毒，都給人類帶來了深重的災難。但是，凡事都有兩面性，病毒也有些值得稱道的方面。由於每一種病毒都只能特定攻擊某種生物或者細胞，所以在醫學上，有些專門克制某種細菌的病毒被人們使用，這就是所謂的噬菌體。在基因工程中，也有病毒被用來當作基因的載體，將特定的基因攜帶進目標細胞之中。
不僅如此，病毒還可以幫助我們了解生命的演化。而且，就在最近，東京大學病毒學家Masaharu Takemura和他的同事們發現，病毒不僅僅在今天成為了人類的工具，甚至在極其遙遠的生命早期，為生命的演化提供了一個極其重要的契機。甚至可以說，如果沒有那一次的陰差陽錯，今天都不會有人類出現。
2019年的時候，Takemura和他的同事們發現了一種非常巨大的病毒，並且將其命名為medusavirus。這個名字來源於希臘神話中的女妖美杜莎（Medusa），傳說任何敢看她眼睛的人，都會瞬間變成一塊石頭。因此，這種病毒也可以直譯為美杜莎病毒。
Takemura之所以將這個病毒命名為美杜莎，就在於它可以入侵到一種名為卡氏棘阿米巴（Acanthamoeba castellanii）的變形蟲體內，並且一旦成功入侵，它就可以迫使宿主的身體周圍結出堅硬的外殼，就好像變成了一塊石頭。
這個現象放在我們面前，的確就只有聯想到神話的份兒。但是對於科學家來說，他們想的就要更多、更遠了。
在對medusavirus進行研究的時候，Takemura又閱讀了其他大量的文獻。在此期間，他突發靈感，聯想到了當今生物的遠古祖先在進化過程中，出現細胞核的那個瞬間。他認為，細胞核的出現，或許就與這樣的病毒有關。
我們知道，雖然細胞是個非常微小的結構，但是麻雀雖小，五臟俱全。每一個細胞裡，還有著非常複雜的結構和各種各樣的組成部分。其中，細胞核就是非常重要的一部分，因為它儲存著真核生物生存的最基本物質——DNA。DNA是生命的基礎，它指導著生物會長成什麼樣、如何生存。因此，對於一個生物體來說，DNA至關重要。
但是，在生物剛剛出現的年代，這些DNA都裸露在外，就在細胞內遊蕩。直到某一天，突然有一個細胞內出現了一個膜，將這些DNA包裹起來，形成了細胞核。至此，地球上的生物出現了一個全新的類型——真核生物。而那些沒有細胞核的生物則以自己方式繼續生存在今天的世界，那就是細菌這種原核生物。
不論是真核生物還是原核生物，都免不了會被病毒攻擊。在入侵細胞的病毒中，有一部分巨型病毒非常特別。這些病毒會利用細胞質膜將自己包裹起來，確保自己能夠安全地複製出更多的病毒。
而如今的研究顯示，病毒用來在細胞內包裹自己的膜，和真核細胞內的細胞核膜非常相似。那麼問題來了：這到底是一種巧合，還是二者之間有什麼關聯呢？
正是在medusavirus的身上，Takemura等人找到了靈感。
和脊髓灰質炎病毒（小兒麻痺症）等病毒在宿主細胞內自己「建造家園」不同，medusavirus走了個捷徑，索性進入到宿主細胞的細胞核內，然後利用宿主細胞來實現自身的複製。在這個過程中，它並不會殺死宿主細胞，而是和宿主細胞的DNA一起完成複製。
而在medusavirus之中，研究人員發現了和它們的宿主相同的組蛋白和DNA聚合酶基因。這意味著，這些病毒可能和自己的宿主之間發生了一部分基因的轉移，供雙方使用。也就是說，medusavirus不是無償寄生，而是給宿主也提供了一些重要的基因，比如一些衣殼蛋白質。
Takemura在發表於《微生物學前沿》雜誌的論文中指出：「我認為，病毒複製DNA的工作有一部分也幫助了宿主進行基因的複製。從進化的角度來說，這是非常有利的。」
雖然它們的宿主阿米巴蟲是原核生物，但是研究人員相信，類似的過程很可能也會在病毒與真核生物之間上演。
以痘病毒為例，它也是一種巨型病毒，包含著非常多的遺傳物質，這些遺傳物質能夠編碼出多達400種以上的蛋白質。這些蛋白質中有一部分在真核細胞內也能發現，但是科學家從未在古細菌中發現。同時，科學家對痘病毒的DNA聚合酶進行分析後也發現，它與真核細胞的DNA聚合酶也有著密切的關聯。
同時，在這些DNA的內部，又出現了組蛋白的填充，螺旋結構的DNA纏繞在這些組蛋白周圍，變得更加緊湊。現在，研究人員也在一些現代的病毒內部發現了類似的DNA結構。
綜合上述這些發現，我們有理由相信，有些病毒在進入到宿主細胞內之後，會和宿主細胞發生遺傳物質的交換。也許在幾十億年前的某一天，有一個病毒寄生在某個細胞內，將自己攝取細胞質膜包裹自身的基因轉移到了宿主細胞的基因之中。於是，這個宿主細胞也開始利用這些膜來包裹自己的基因，開啟了真核生物的篇章。當然，這一切的推測還有待於更多證據的發現。
總之，如果沒有第一個真核細胞出現，也就不會有今天的地球。我們生活中能夠看見的一切生物，幾乎都是真核生物。假如第一個真核生物真的是被某個病毒感染後才學會了製造細胞核，那麼我們應該感謝這個病毒，是它憑藉一己之力，創造了今天物種繁盛的地球。